目前,深入開展建筑節(jié)能工作已是人們的共識(shí),但節(jié)能材料的防火安全難題同樣困擾著行業(yè)的發(fā)展,筆者就目前的節(jié)能隔熱材料情況、巖棉板在建筑領(lǐng)域的使用情況、如何改進(jìn)巖棉板的應(yīng)用工藝,擴(kuò)大巖棉板的使用量,達(dá)到節(jié)能、防火雙保險(xiǎn)淺談分析如下:
一、目前在用的主要保溫隔熱材料介紹:
保溫隔熱材料的分類,大體分為有機(jī)材料、無機(jī)材料和復(fù)合材料。不同的保溫材料性能各異,價(jià)格也千差萬別。我們暫按各種材料的保溫性能即導(dǎo)熱系數(shù)的高低進(jìn)行依次排序,列表如下:
通過上表可見,在建筑節(jié)能領(lǐng)域,膨脹聚苯板的用量最大,施工工藝相對(duì)成熟,但受到其B級(jí)防火等級(jí)的限制,在防火要求高的建筑被禁止使用。巖棉板作為防火性能和保溫隔熱性能都優(yōu)良的材料逐漸步入主旋律,尤其是近幾年國(guó)內(nèi)巖棉板生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn),巖棉板產(chǎn)品的性能得到了大幅度的提高,產(chǎn)品性價(jià)比不斷提高。
二、目前巖棉板的質(zhì)量狀況:
巖棉是一種優(yōu)質(zhì)高效的保溫材料,它具有良好的保溫隔熱、隔聲和吸聲性能,與傳統(tǒng)保溫材料相比,具有密度小、導(dǎo)熱系數(shù)低、不燃燒、防火無毒、適用范圍廣、化學(xué)性能穩(wěn)定、使用周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的理想保溫材料。在歐美的建筑市場(chǎng)中大量使用了巖棉制品,美國(guó)巖礦棉占70%,德國(guó)超過22米的建筑外保溫幾乎全部采用巖棉保溫材料。但在我國(guó),巖棉作為建筑保溫材料的使用率還很低,在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀,主要應(yīng)用與幕墻建筑的絕熱材料使用以及作為防火隔離帶使用。市場(chǎng)占有率不高的主要原因是國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品質(zhì)量不高,吸濕率、抗拉強(qiáng)度、短期吸水量等性能與國(guó)外產(chǎn)品有差距,更重要的巖棉板作為外墻保溫材料的施工工藝遲遲沒有大的突破。
近幾年經(jīng)過廣大科研專家的努力,巖棉板的產(chǎn)品性能得到了大幅度提高,經(jīng)過改進(jìn)后的巖棉保溫材料,其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),例如酸度系數(shù)為2.0,抗拉強(qiáng)度為13.8KPa,導(dǎo)熱系數(shù)為0.040W/(m·k),已經(jīng)能夠達(dá)到節(jié)能工程的使用要求,解決了巖棉大規(guī)模用于高等級(jí)防火外墻外保溫的產(chǎn)品技術(shù)難題,成為兼?zhèn)浔睾头阑鸸δ艿睦硐氲谋夭牧,是未來保溫材料發(fā)展的主流趨勢(shì),將具有很好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
三、材料質(zhì)量解決了,如何應(yīng)用呢?
新的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》要求,設(shè)置人員密集場(chǎng)所的建筑,外保溫材料應(yīng)為A級(jí);大于100米的住宅建筑,外保溫材料應(yīng)為A級(jí);除上述建筑以外的其他建筑,大于50米時(shí),外保溫材料應(yīng)為A級(jí);以及幕墻建筑大于24米時(shí),外保溫材料應(yīng)為A級(jí);此政策顯示當(dāng)人員密集、樓層較高的建筑,國(guó)家對(duì)其采用的保溫材料的防火等級(jí)越高,即巖棉材料的應(yīng)用空間也就越大。
目前,大部分省市都出臺(tái)了巖棉板用于外保溫的技術(shù)規(guī)程,提出了巖棉板的施工工藝主要有兩種,一是巖棉板薄抹灰工藝,一種是巖棉板復(fù)合膠粉聚苯顆粒工藝,這兩種工藝都是采用后粘貼錨固的方式,將巖棉材料復(fù)合到既有外墻的表面,存在很大的風(fēng)險(xiǎn)和缺陷。主要有:
1、無論是薄抹灰工藝還是復(fù)合工藝都難解決巖棉板抗拉強(qiáng)度低的問題,巖棉板的兩側(cè)施工前都噴涂界面砂漿,僅能解決巖棉板表面層與膠黏劑(或膠粉砂漿或抹面抗裂砂漿)的結(jié)合力問題,改變不了巖棉本身材料的抗拉強(qiáng)度不足問題。包括這兩種工藝,對(duì)于錨栓的設(shè)置都要求在第一遍網(wǎng)格布施工完成后進(jìn)行,緣由都在于此。即便如此,保溫層與基層墻體的結(jié)合力、裝飾層與保溫層的結(jié)合力,現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中很難到達(dá)設(shè)計(jì)指標(biāo)要求,現(xiàn)實(shí)和理想之間還是存在很大差距。
2、高層建筑要求采用A級(jí)材料,但高層建筑外保溫結(jié)構(gòu)所需要承受的自身重量、風(fēng)荷載都大,實(shí)際應(yīng)用中,采用上述兩種施工工藝的風(fēng)險(xiǎn)太大,即安全性和耐久性有待時(shí)間驗(yàn)證,實(shí)際應(yīng)用的實(shí)例太少。
四、采用鋼絲網(wǎng)架巖棉板體系可有效解決上述存在的技術(shù)問題,給巖棉材料在建筑節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用帶來春天!
我們經(jīng)過多年的研究和實(shí)踐,大量推廣應(yīng)用的后機(jī)械固定鋼絲網(wǎng)架巖棉板、現(xiàn)澆混凝土鋼絲網(wǎng)架巖棉板外保溫系統(tǒng)和鋼絲網(wǎng)架巖棉板圍護(hù)結(jié)構(gòu)自保溫系統(tǒng),技術(shù)先進(jìn)合理,生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)的難點(diǎn)已經(jīng)取得重大突破。配套采用的鋼絲網(wǎng)架巖棉板的組裝焊接機(jī),生產(chǎn)效率高,完全滿足市場(chǎng)應(yīng)用需求。
1、機(jī)械錨固鋼絲網(wǎng)架巖棉板外保溫系統(tǒng),防火等級(jí)達(dá)到A級(jí),滿足新的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》A級(jí)要求,施工工藝與原粘貼工藝最大的不同是將在施工現(xiàn)場(chǎng)操作的熱鍍鋅電焊網(wǎng)工序改為在工廠機(jī)械化預(yù)制,將巖棉板在出廠前單面或雙面經(jīng)自動(dòng)化焊接設(shè)備復(fù)合上鍍鋅網(wǎng)片,界面處理后,直接將鋼絲網(wǎng)架板通過粘結(jié)錨固的方式固定在建筑物外墻上,其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)鋼絲網(wǎng)架巖棉板與墻體的結(jié)合力主要通過機(jī)械固定件來實(shí)現(xiàn),固定件是通過連接固定鋼絲網(wǎng)片來達(dá)到固定巖棉板的效果,結(jié)合力更好,更安全更牢固。成功克服巖棉板自身分層拉拔強(qiáng)度低的不足。
(2)通過機(jī)械化設(shè)備焊接網(wǎng)片,減少了現(xiàn)場(chǎng)施工的工序,降低的工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,生產(chǎn)效率更高。
(3)工廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品,減少了現(xiàn)場(chǎng)施工的隨意性,工程質(zhì)量更有保證。
本工藝可大量應(yīng)用于:
(1)既有建筑的節(jié)能改造,可靈活的與原有瓷磚墻體、涂料飾面墻體等多種墻面結(jié)合,更安全更快捷。筆者建議,各地在開展建筑節(jié)能改造的施工過程中更應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)材料的防火等級(jí)要求,原因在于改造的工程都是人員已經(jīng)入住的項(xiàng)目,人員密度大。建筑火災(zāi)大都發(fā)生在施工階段,一旦發(fā)生意外,產(chǎn)生的人員和財(cái)產(chǎn)損失太大。
(2)外墻內(nèi)保溫工程。尤其是人員密集場(chǎng)所的建筑,用火、燃油等存在火災(zāi)危險(xiǎn)性的場(chǎng)所以及疏散樓梯間、避難間、避難走道等場(chǎng)所或部位。
(3)設(shè)置人員密集場(chǎng)所的建筑外保溫。
(4)配合鋼絲網(wǎng)架巖棉板現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)做維護(hù)填充墻部位的復(fù)合保溫。
2、現(xiàn)澆混凝土巖棉板外保溫系統(tǒng),其核心產(chǎn)品為鋼絲網(wǎng)架巖棉板,斜插入巖棉板的腹絲穿透板面,外漏30--50mm長(zhǎng),在施工時(shí),將預(yù)制好的鋼絲網(wǎng)架巖棉板放置在建筑外模板的內(nèi)側(cè),主體鋼筋網(wǎng)的外側(cè),混凝土澆筑時(shí),將網(wǎng)架板同時(shí)連接在混凝土的外側(cè),保溫隨建筑物主體同時(shí)施工,結(jié)構(gòu)和保溫一體化一次完成,施工方便、工期短,實(shí)現(xiàn)保溫板與混凝土墻體無縫連接,安全牢固,達(dá)到與主體建筑物同壽命。既解決了外保溫的防火問題,又解決了保溫的安全問題,不脫落。簡(jiǎn)單施工工藝介紹如下:
(1)綁扎外墻鋼筋骨架→安裝外墻鋼絲網(wǎng)架巖棉板→安裝混凝土外模板及臨時(shí)支撐→安裝門窗洞口支撐→固定拉結(jié)片和內(nèi)外墻各種支撐→安裝外墻內(nèi)模板→搭建混凝土臨時(shí)澆筑臺(tái)→混凝土澆筑→模板拆除及混凝土養(yǎng)護(hù)→鋼絲網(wǎng)架板板縫連接,洞口網(wǎng)片加固→顆粒砂漿找平層施工→面層抗裂砂漿復(fù)合網(wǎng)格布防護(hù)層施工→裝飾層施工
(2)操作要點(diǎn):在主體鋼筋綁扎完好,驗(yàn)收合格后,開始外側(cè)網(wǎng)架巖棉板的安裝,安裝時(shí)應(yīng)按不少于6個(gè)/平方米的數(shù)量在網(wǎng)架板外側(cè)綁扎水泥墊塊,水泥墊塊梅花形分布。再設(shè)置墻體厚度鋼筋支撐,支撐的總長(zhǎng)度應(yīng)為設(shè)計(jì)墻體厚度加上保溫板厚度。
(3)混凝土澆筑時(shí),振動(dòng)棒應(yīng)直上直下振搗,盡量避免接觸保溫板,分層澆筑分層振搗,達(dá)到強(qiáng)度后拆除模板。外模板的拆除非常方便,可大大提高模板的周轉(zhuǎn)次數(shù)。
(4)鋼筋混凝土外墻與鋼絲網(wǎng)架巖棉板一次澆筑成型,相對(duì)比后固定工藝節(jié)省工期,連接更牢固、更安全,造價(jià)更低。是巖棉板用于建筑節(jié)能事業(yè)的一次成功的技術(shù)突破。
3、鋼絲網(wǎng)架巖棉板圍護(hù)結(jié)構(gòu)自保溫系統(tǒng),可選擇采用的鋼絲網(wǎng)架機(jī)制板材,芯材厚度最大可達(dá)200mm厚(目前已經(jīng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)),完全可滿足不同地區(qū)建筑節(jié)能指標(biāo)要求,節(jié)省了砌體層、且不需再重復(fù)增加復(fù)合保溫層,同樣達(dá)到結(jié)構(gòu)與保溫一體化,防火和保溫兼?zhèn)。網(wǎng)架巖棉板兩側(cè)的保護(hù)層既可采用自密實(shí)混凝土澆筑,也可采用噴射技術(shù),在安裝完成的板材墻體兩側(cè)噴射不同厚度的細(xì)石混凝土或其他微骨料砂漿,構(gòu)成防火保溫墻體。相對(duì)比其他砌塊類自保溫材料,有著巨大的優(yōu)勢(shì):
(1)整體結(jié)構(gòu)性更好,抗震性能優(yōu)良。
(2)配合混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑一體化系統(tǒng)使用,可實(shí)現(xiàn)外層網(wǎng)片全覆蓋、整體連接,保溫層的抗裂抗?jié)B性能更好。
(3)施工方便快捷,自重輕,可大大降低建筑物負(fù)載。減少主體鋼筋使用量,降低總造價(jià)。
我國(guó)的建筑節(jié)能事業(yè),走過了艱辛的歷程,回頭看看發(fā)生在身邊的建筑火災(zāi),觸目驚心;外保溫層脫落傷到人、砸到車、砸到物品的事例,接連不斷。建筑節(jié)能已經(jīng)到了變革的關(guān)鍵時(shí)期。國(guó)家新的防火設(shè)計(jì)規(guī)范要求,在設(shè)計(jì)采用B級(jí)隔熱材料時(shí)對(duì)外窗的耐火極限同時(shí)做出了規(guī)定,勢(shì)必會(huì)增加門窗的工程投入,為降低造價(jià),開發(fā)商們會(huì)不斷的探尋既安全又省錢的新路子,這對(duì)我們來說既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇。投入一種安全節(jié)能、高性價(jià)比的、滿足建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的產(chǎn)品,必然會(huì)得到市場(chǎng)的擁護(hù),帶來巨大的商機(jī)。